混合磁路雙定子弱磁擴(kuò)速實(shí)心轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了混合磁路雙定子弱磁擴(kuò)速實(shí)心轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)，包括徑向定子、軸向定子及轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子內(nèi)置在徑向定子中且與徑向定子同軸放置，所述軸向定子安放在轉(zhuǎn)子端部，與轉(zhuǎn)子同心放置，所述轉(zhuǎn)子為實(shí)心轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子內(nèi)放置有永磁體，用于產(chǎn)生徑向磁極和軸向磁極，永磁體產(chǎn)生的磁通一部分通過(guò)徑向磁極進(jìn)入徑向定子與徑向電樞繞組交鏈形成徑向主磁通，永磁體產(chǎn)生的磁通另一部分通過(guò)軸向磁極進(jìn)入軸向定子與軸向電樞繞組交鏈形成軸向主磁通，徑向主磁通與軸向主磁通并聯(lián)；本實(shí)用新型消除了端部漏磁效應(yīng)，提高了電機(jī)材料利用利用率，減輕了電機(jī)的重量，提高了功率密度，而且能夠靈活地實(shí)現(xiàn)增磁運(yùn)行和弱磁擴(kuò)速運(yùn)行，拓寬了電機(jī)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行范圍。
【專利說(shuō)明】
混合磁路雙定子弱磁擴(kuò)速實(shí)心轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及一種永磁同步電機(jī)，具體涉及一種混合磁路雙定子弱磁擴(kuò)速實(shí)心轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來(lái)，隨著永磁材料耐高溫性能的提高和價(jià)格的降低，永磁電機(jī)在國(guó)防、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和日常生活等方面得到更為廣泛的應(yīng)用，正向大功率化、高性能化和微型化方向發(fā)展。目前永磁電機(jī)的功率從幾毫瓦到幾千千瓦，應(yīng)用范圍從玩具電機(jī)、工業(yè)應(yīng)用到艦船牽引用的大型永磁電機(jī)，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)、日常生活、軍事工業(yè)、航空航天的各個(gè)方面得到了廣泛應(yīng)用。
[0003]現(xiàn)有交流永磁同步電機(jī)存在如下技術(shù)缺點(diǎn):
[0004]1、永磁同步電機(jī)由于永磁體磁動(dòng)勢(shì)固定，電機(jī)主磁通不可調(diào)，導(dǎo)致恒功率運(yùn)行范圍窄，調(diào)速范圍不夠?qū)挿骸?br>[0005]2、現(xiàn)有內(nèi)置式永磁同步電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)中，轉(zhuǎn)子永磁體通過(guò)各種組合實(shí)現(xiàn)“聚磁效應(yīng)”，因此轉(zhuǎn)子鐵芯磁極磁密很高，使得其端部存在較大漏磁通，轉(zhuǎn)子漏磁通通過(guò)電機(jī)轉(zhuǎn)子的端部或者端蓋閉合，由于永磁體產(chǎn)生的總磁通量一定，端部漏磁通的存在不但使得電機(jī)兩個(gè)端部磁場(chǎng)分布不均勻，而且降低了電機(jī)的有效磁通利用率，從而降低了電機(jī)的功率密度和轉(zhuǎn)矩密度，為克服端部漏磁通的影響，實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)子經(jīng)常采用overhang結(jié)構(gòu)，使得轉(zhuǎn)子鐵芯軸向長(zhǎng)度大于電機(jī)定子鐵芯軸向長(zhǎng)度，但該結(jié)構(gòu)顯著增加了電機(jī)軸向長(zhǎng)度，進(jìn)而增加了電機(jī)的鐵芯材料用量和制造成本，而且該結(jié)構(gòu)本質(zhì)上沒(méi)有起到抑制端部漏磁通的效果。
[0006]3、現(xiàn)有永磁同步電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，通常只有iq電流產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，此時(shí)id = O，弱磁運(yùn)行時(shí)，需要對(duì)轉(zhuǎn)子施加d軸電流，此時(shí)i d# O，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)轉(zhuǎn)子磁極的去磁作用，由于d軸電流由電機(jī)的功率逆變器產(chǎn)生，因此當(dāng)電機(jī)進(jìn)行弱磁控制時(shí)，會(huì)顯著增大電機(jī)繞組電流的幅值，并大大增加功率逆變器的容量，當(dāng)需要進(jìn)行深度弱磁時(shí)，此時(shí)需要的d軸電流很大，電機(jī)的功角將迅速減小，電機(jī)電流將很快超過(guò)變頻器的容量，因此，對(duì)需要進(jìn)行弱磁擴(kuò)速運(yùn)行的永磁同步電機(jī)，通常需要采取額外的措施和方法進(jìn)行弱磁調(diào)節(jié)，以此減小每極磁通。
[0007]4、按照弱磁時(shí)d軸磁通經(jīng)過(guò)的路徑不同，現(xiàn)有內(nèi)置式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)的永磁同步電機(jī)可以分為兩類，其中一類，當(dāng)進(jìn)行弱磁控制時(shí)，電樞繞組產(chǎn)生的d軸磁通會(huì)穿過(guò)電機(jī)的永磁體，引起永磁體不可逆退磁，另外一類，當(dāng)進(jìn)行弱磁控制時(shí)，電樞繞組產(chǎn)生的d軸磁通不經(jīng)過(guò)永磁體閉合，但d軸電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)強(qiáng)迫更多的轉(zhuǎn)子磁通通過(guò)電機(jī)的端部和端蓋閉合，顯著增大了電機(jī)的漏磁通，而且由于電機(jī)端部磁阻通常比氣隙磁阻大得多，因此，弱磁所需要的d軸電流較大，顯著增加了電機(jī)功率逆變器的成本和繞組銅耗。
[0008]5、現(xiàn)有永磁同步電機(jī)通常電樞反電動(dòng)勢(shì)諧波較大，齒槽轉(zhuǎn)矩問(wèn)題突出，帶來(lái)嚴(yán)重的振動(dòng)和噪聲問(wèn)題，目前通常是采用定子斜槽或者轉(zhuǎn)子斜極的方法來(lái)改善反電動(dòng)勢(shì)諧波并削弱齒槽轉(zhuǎn)矩，但定子斜槽和轉(zhuǎn)子斜極加工工藝較復(fù)雜，大大增加了制造成本，而且會(huì)一定程度減小電機(jī)的平均電磁轉(zhuǎn)矩，降低電機(jī)的轉(zhuǎn)矩密度和功率密度。
[0009]在這種情況下，尋求一種端部漏磁小，磁通利用率高，正弦度好，調(diào)磁功能靈活但功率逆變器容量小的交流永磁同步電機(jī)至關(guān)重要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實(shí)用新型公開(kāi)了混合磁路雙定子弱磁擴(kuò)速實(shí)心轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)及其方法，本實(shí)用新型電機(jī)永磁體產(chǎn)生的徑向磁通和軸向磁通均得到了利用，消除了端部漏磁效應(yīng)，提高了電機(jī)材料利用利用率，減輕了電機(jī)的重量，提高了功率密度，而且能夠靈活地實(shí)現(xiàn)增磁運(yùn)行和弱磁擴(kuò)速運(yùn)行，拓寬了電機(jī)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行范圍，對(duì)提高電動(dòng)汽車(chē)用驅(qū)動(dòng)電機(jī)的性能具有重要意義。
[0011 ]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型的具體方案如下:
[0012]混合磁路雙定子弱磁擴(kuò)速實(shí)心轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)，包括徑向定子、軸向定子及轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子內(nèi)置在徑向定子中且與徑向定子同軸放置，所述軸向定子安放在轉(zhuǎn)子端部，與轉(zhuǎn)子同心放置，所述徑向定子及軸向定子分別安放有徑向電樞繞組及軸向電樞繞組；
[0013]所述轉(zhuǎn)子為實(shí)心轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子內(nèi)放置有永磁體，用于產(chǎn)生徑向磁極和軸向磁極，永磁體產(chǎn)生的磁通一部分通過(guò)徑向磁極進(jìn)入徑向定子與徑向電樞繞組交鏈形成徑向主磁通，永磁體產(chǎn)生的磁通另一部分通過(guò)軸向磁極進(jìn)入軸向定子與軸向電樞繞組交鏈形成軸向主磁通，徑向主磁通與軸向主磁通并聯(lián)；
[0014]電機(jī)運(yùn)行時(shí)，通過(guò)向徑向電樞繞組和軸向電樞繞組施加電流來(lái)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)電機(jī)的運(yùn)行時(shí)的軸向主磁通和徑向主磁通，以此實(shí)現(xiàn)弱磁控制。
[0015]進(jìn)一步的，所述徑向定子由硅鋼片疊壓而成，所述徑向定子包括定子槽，定子齒和定子軛部，所述定子槽內(nèi)安放有徑向電樞繞組。
[0016]進(jìn)一步的，所述轉(zhuǎn)子上有轉(zhuǎn)子槽，轉(zhuǎn)子槽內(nèi)安放有永磁體，所述永磁體通過(guò)串并聯(lián)組合實(shí)現(xiàn)“聚磁效應(yīng)”，在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生磁極，所述磁極分為徑向磁極和軸向磁極，軸向磁極的極數(shù)和徑向磁極的極數(shù)相等。
[0017]進(jìn)一步的，所述徑向磁極面向電機(jī)的徑向定子，徑向磁極與轉(zhuǎn)子之間為徑向氣隙，所述軸向磁極加工成凸極形狀，面向電機(jī)軸向定子，所述軸向磁極和軸向定子之間為軸向氣隙。
[0018]進(jìn)一步的，所述徑向主磁通與徑向電樞繞組產(chǎn)生的磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，軸向主磁通與軸向電樞繞組產(chǎn)生的磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。電機(jī)不存在端部漏磁場(chǎng)，磁通利用率高，功率密度和轉(zhuǎn)矩密度高。
[0019]進(jìn)一步的，電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，軸向電樞繞組同時(shí)產(chǎn)生d軸和q軸電流，d軸電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)使得轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的絕大部分磁通沿徑向進(jìn)入到徑向鐵芯，與徑向電樞繞組產(chǎn)生的磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生主轉(zhuǎn)矩，另外一小部分磁通沿軸向進(jìn)入到軸向定子中，這部分磁通與軸向電樞繞組的q軸電流相互作用產(chǎn)生助力轉(zhuǎn)矩。
[0020]更進(jìn)一步的，電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，軸向定子繞組起到增大電機(jī)徑向主磁通并產(chǎn)生助力轉(zhuǎn)矩；當(dāng)需要弱磁擴(kuò)速運(yùn)行時(shí)，減小電機(jī)軸向定子繞組的d軸電流，這使得相當(dāng)多的轉(zhuǎn)子磁通沿軸向進(jìn)入到軸向鐵芯中，減小電機(jī)的徑向主磁通，使得徑向定子工作在弱磁條件下，顯著增大電機(jī)的調(diào)速范圍，實(shí)現(xiàn)弱磁擴(kuò)速。
[0021]進(jìn)一步的，所述徑向電樞繞組和軸向電樞繞組可為單層繞組，或?yàn)殡p層繞組，徑向電樞繞組和軸向電樞繞組產(chǎn)生的磁場(chǎng)的極數(shù)均和轉(zhuǎn)子磁極極數(shù)相等。其中，電機(jī)相數(shù)m>3，極對(duì)數(shù)P>1。
[0022]進(jìn)一步的，上述混合磁路雙定子弱磁擴(kuò)速實(shí)心轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)中的軸向定子的數(shù)量為兩個(gè)時(shí)，分別安放在轉(zhuǎn)子相應(yīng)的兩個(gè)端部，轉(zhuǎn)子的兩個(gè)端部均加工成扇環(huán)的形狀形成軸向磁極。
[0023]進(jìn)一步的，一種電動(dòng)汽車(chē)，包括上述混合磁路雙定子弱磁擴(kuò)速實(shí)心轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)。
[0024]混合磁路雙定子弱磁擴(kuò)速實(shí)心轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)方法，徑向定子產(chǎn)生主驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，軸向定子實(shí)現(xiàn)弱磁功能并產(chǎn)生助力轉(zhuǎn)矩，具體包括:
[0025]當(dāng)電機(jī)正常工作不需要弱磁運(yùn)行時(shí)，軸向定子的電樞繞組產(chǎn)生d軸電流，使得電機(jī)軸向主磁通減小，徑向主磁通增大，電機(jī)轉(zhuǎn)矩主要由徑向主磁通和徑向電樞繞組磁場(chǎng)產(chǎn)生，此時(shí)電機(jī)軸向電樞繞組只施加d軸電流，徑向主磁通最大，通過(guò)調(diào)節(jié)電機(jī)軸向電樞繞組的d軸電流可以調(diào)節(jié)徑向主磁通的大?。?br>[0026]當(dāng)電機(jī)需要進(jìn)行弱磁運(yùn)行時(shí)，軸向電樞繞組的d軸電流減小，電機(jī)徑向主磁通減小，軸向主磁通增大，此時(shí)徑向部分電機(jī)工作在弱磁條件，減小軸向電樞繞組的d軸電流的同時(shí)，同時(shí)增大其q軸電流，此時(shí)軸向定子電樞繞組與軸向主磁通產(chǎn)生助力轉(zhuǎn)矩，增大電機(jī)的轉(zhuǎn)矩密度和功率密度。
[0027]混合磁路雙定子弱磁擴(kuò)速實(shí)心轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)方法，軸向定子產(chǎn)生主驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，徑向定子實(shí)現(xiàn)弱磁功能產(chǎn)生助力轉(zhuǎn)矩，具體包括:
[0028]當(dāng)電機(jī)正常工作不需要弱磁運(yùn)行時(shí)，徑向定子的電樞繞組產(chǎn)生d軸電流，使得電機(jī)徑向主磁通減小，軸向主磁通增大，電機(jī)轉(zhuǎn)矩主要由軸向主磁通和軸向電樞繞組磁場(chǎng)產(chǎn)生，此時(shí)電機(jī)徑向電樞繞組只施加d軸電流，軸向主磁通最大，通過(guò)調(diào)節(jié)電機(jī)徑向電樞繞組的d軸電流可以調(diào)節(jié)軸向主磁通的大?。?br>[0029]當(dāng)電機(jī)需要進(jìn)行弱磁運(yùn)行時(shí)，徑向電樞繞組的d軸電流減小，電機(jī)軸向主磁通減小，徑向主磁通增大，此時(shí)軸向部分電機(jī)工作在弱磁條件，減小徑向電樞繞組的d軸電流的同時(shí)，同時(shí)增大其q軸電流，此時(shí)徑向定子電樞繞組與徑向主磁通產(chǎn)生助力轉(zhuǎn)矩，增大電機(jī)的轉(zhuǎn)矩密度和功率密度。
[0030]混合磁路雙定子弱磁擴(kuò)速實(shí)心轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)方法，徑向定子和軸向定子均產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，具體包括:
[0031]電機(jī)的徑向電樞繞組和軸向電樞繞組均不產(chǎn)生d軸電流，均只產(chǎn)生q軸電流，在這種情況下，徑向主磁通和徑向定子電樞磁場(chǎng)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，軸向主磁通和軸向定子電樞磁場(chǎng)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，即徑向定子和軸向定子均都產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，此時(shí)電機(jī)轉(zhuǎn)矩密度和功率密度達(dá)到最大。
[0032]上述混合磁路雙定子弱磁擴(kuò)速實(shí)心轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)矩驅(qū)動(dòng)方法，在電機(jī)空載不通電流時(shí)，永磁體產(chǎn)生的一部分磁通通過(guò)徑向磁極經(jīng)過(guò)徑向氣隙進(jìn)入徑向定子鐵芯與徑向電樞繞組交鏈形成徑向主磁通，永磁體產(chǎn)生的另一部分磁通通過(guò)軸向磁極經(jīng)過(guò)軸向氣隙進(jìn)入軸向定子鐵芯與軸向電樞繞組交鏈形成軸向主磁通，徑向主磁通與軸向主磁通并聯(lián)，分別設(shè)置徑向氣隙和軸向氣隙的長(zhǎng)度來(lái)控制電機(jī)空載時(shí)的徑向主磁通和軸向主磁通。
[0033]由于永磁體產(chǎn)生的總磁通量是一定的，由于電機(jī)的徑向主磁通和軸向主磁通為并聯(lián)關(guān)系，當(dāng)徑向電樞繞組施加d軸去磁電流時(shí)，電機(jī)的徑向主磁通減小，軸向主磁通增大，相反，當(dāng)電機(jī)的軸向電樞繞組施加d軸去磁電流時(shí)，電機(jī)的軸向主磁通減小，徑向主磁通增大。當(dāng)電機(jī)正常工作不需要弱磁時(shí)，電機(jī)軸向電樞繞組施加d軸去磁電流，此時(shí)電機(jī)徑向主磁通最大，電機(jī)徑向磁密也最大，電機(jī)可輸出額定最大轉(zhuǎn)矩和功率，當(dāng)電機(jī)需要進(jìn)行弱磁擴(kuò)速時(shí)，減小軸向電樞繞組的d軸去磁電流，此時(shí)電機(jī)徑向主磁通減小，徑向磁密隨之降低，電機(jī)實(shí)現(xiàn)弱磁運(yùn)行，電機(jī)轉(zhuǎn)速提高，此時(shí)軸向電樞繞組可以施加q軸電流，對(duì)電機(jī)產(chǎn)生助力轉(zhuǎn)矩，提高電機(jī)弱磁運(yùn)行時(shí)的轉(zhuǎn)矩輸出能力，進(jìn)一步提高電機(jī)的功率密度和轉(zhuǎn)矩密度。
[0034]本實(shí)用新型的有益效果:
[0035]1、本實(shí)用新型電機(jī)為雙定子結(jié)構(gòu)，該雙定子結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有絕大多數(shù)雙定子結(jié)構(gòu)不同，現(xiàn)有雙定子電機(jī)中其中一個(gè)定子安放在電機(jī)轉(zhuǎn)子內(nèi)部，為內(nèi)定子，一個(gè)在轉(zhuǎn)子外部，為外定子，電機(jī)發(fā)熱集中在電機(jī)軸向，電機(jī)熱負(fù)荷很高，而且內(nèi)定子不直接與外部環(huán)境相連接，電機(jī)散熱較為困難。本實(shí)用新型電機(jī)的兩個(gè)定子分別為徑向定子和軸向定子，該雙定子結(jié)構(gòu)的兩個(gè)定子分別安放在電機(jī)徑向和軸向方向，徑向定子與普通永磁同步電機(jī)的定子完全相同，徑向定子同軸安放在永磁轉(zhuǎn)子外側(cè)，電機(jī)轉(zhuǎn)子永磁體產(chǎn)生的磁通一部分沿徑向經(jīng)過(guò)氣隙進(jìn)入到徑向定子形成徑向主磁通，徑向定子上安放有徑向繞組，軸向定子安放在電機(jī)的端部，軸向定子與永磁轉(zhuǎn)子同軸相對(duì)，轉(zhuǎn)子永磁體產(chǎn)生的磁通沿軸向進(jìn)入到軸向定子鐵芯當(dāng)中，軸向定子上安放有軸向繞組，兩個(gè)定子外殼均在電機(jī)外部，與外界環(huán)境直接接觸，并能夠充分利用電機(jī)的端部進(jìn)行散熱。
[0036]2、本實(shí)用新型電機(jī)為內(nèi)置式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)，具有內(nèi)置式永磁同步電機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊性好，氣隙有效磁密高，易于高速旋轉(zhuǎn)以及轉(zhuǎn)矩密度高等優(yōu)點(diǎn)，本法明電機(jī)的轉(zhuǎn)子為實(shí)心轉(zhuǎn)子，能夠在起動(dòng)過(guò)程中感應(yīng)出渦流，實(shí)現(xiàn)自起動(dòng)功能，本實(shí)用新型電機(jī)轉(zhuǎn)子磁極分為徑向和軸向兩部分，徑向磁極部分與普通內(nèi)置式永磁同步電機(jī)的轉(zhuǎn)子磁極類似，軸向磁極部分通過(guò)將實(shí)心轉(zhuǎn)子的軸向端部加工成凸極形狀的扇環(huán)鐵芯得到，軸向磁極與電機(jī)軸向定子配合產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，徑向磁極與電機(jī)徑向定子配合產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，電機(jī)轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于機(jī)械加工，制造成本低。
[0037]3、本實(shí)用新型電機(jī)為混合磁路永磁同步電機(jī)，永磁體產(chǎn)生的磁通一部分沿電機(jī)徑向經(jīng)過(guò)徑向氣隙到達(dá)徑向定子成為徑向主磁通，另一部分磁通沿軸向經(jīng)過(guò)軸向氣隙到達(dá)電機(jī)端部的軸向定子成為軸向主磁通，本實(shí)用新型電機(jī)中永磁轉(zhuǎn)子的徑向磁通和端部磁通都得到了充分的利用，電機(jī)沒(méi)有端部漏磁通，提高了磁通利用率，有效改善了電機(jī)端部磁場(chǎng)分布，提高了電機(jī)的功率密度和轉(zhuǎn)矩密度。
[0038]4、本實(shí)用新型電機(jī)可以進(jìn)行弱磁擴(kuò)速運(yùn)行，電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，軸向定子繞組同時(shí)產(chǎn)生d軸和q軸電流，d軸電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)使得轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的絕大部分磁通沿徑向進(jìn)入到徑向鐵芯，與徑向定子繞組產(chǎn)生的磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生主轉(zhuǎn)矩，另外一小部分磁通沿軸向進(jìn)入到軸向定子中，這部分磁通與軸向定子繞組的q軸電流相互作用產(chǎn)生助力轉(zhuǎn)矩，即電機(jī)正常運(yùn)行時(shí)，軸向定子繞組起到增大電機(jī)徑向主磁通并產(chǎn)生助力轉(zhuǎn)矩；當(dāng)需要弱磁擴(kuò)速運(yùn)行時(shí)，減小電機(jī)軸向定子繞組的d軸電流，這使得相當(dāng)多的轉(zhuǎn)子磁通沿軸向進(jìn)入到軸向鐵芯中，顯著減小了電機(jī)的徑向主磁通，使得徑向定子工作在弱磁條件下，顯著增大電機(jī)的調(diào)速范圍，實(shí)現(xiàn)弱磁擴(kuò)速。
[0039]5、本實(shí)用新型電機(jī)徑向定子繞組和軸向定子繞組的匝數(shù)與電機(jī)實(shí)際的極數(shù)，永磁體剩磁密度，永磁體安放組合方式和電機(jī)速度運(yùn)行范圍相關(guān)，根據(jù)電機(jī)的徑向部分和軸向部分所承擔(dān)的主要功能(產(chǎn)生主轉(zhuǎn)矩還是弱磁控制)不同而進(jìn)行合理地設(shè)計(jì)選擇，目的是使得電機(jī)軸向定子部分既能夠有效改變電機(jī)的徑向主磁通，從而具備足夠的弱磁能力，在不需要弱磁的情況下，又能夠產(chǎn)生足夠的助力轉(zhuǎn)矩，顯著增大電機(jī)的功率密度和轉(zhuǎn)矩密度。
[0040]6、本實(shí)用新型電機(jī)可以分別設(shè)計(jì)電機(jī)徑向磁極和端部扇環(huán)磁極的形狀尺寸以及電樞繞組的匝數(shù)，通過(guò)使得電機(jī)徑向部分和軸向部分的反電動(dòng)勢(shì)的高次諧波的相位相反，來(lái)抵消削弱反電動(dòng)勢(shì)的諧波，通過(guò)使得電機(jī)徑向部分和軸向部分的齒槽轉(zhuǎn)矩的相位相反，來(lái)抵消削弱電機(jī)的齒槽轉(zhuǎn)矩，以此改善和優(yōu)化電機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)波形，并削弱電機(jī)的齒槽轉(zhuǎn)矩，降低電機(jī)運(yùn)行時(shí)的振動(dòng)和噪聲，克服了現(xiàn)有永磁同步電機(jī)必須采用斜槽來(lái)抑制諧波并削弱齒槽轉(zhuǎn)矩的缺點(diǎn)。
【附圖說(shuō)明】
[0041]圖1(a)為本實(shí)用新型電機(jī)實(shí)施方式I電機(jī)立體圖結(jié)構(gòu)示意圖；
[0042]圖1(b)為本實(shí)用新型電機(jī)實(shí)施方式I徑向電機(jī)定子鐵芯和轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖；
[0043]圖1(c)為本實(shí)用新型電機(jī)實(shí)施方式I實(shí)心轉(zhuǎn)子右視圖；
[0044]圖1(d)為本實(shí)用新型電機(jī)實(shí)施方式I軸向定子結(jié)構(gòu)示意圖；
[0045 ]圖1 (e)為本實(shí)用新型電機(jī)實(shí)施方式I整體電機(jī)右視圖；
[0046]圖2(a)為本實(shí)用新型電機(jī)實(shí)施方式2電機(jī)立體圖結(jié)構(gòu)示意圖；
[0047]圖2(b)為本實(shí)用新型電機(jī)實(shí)施方式2徑向電機(jī)定子鐵芯和轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖；
[0048]圖2(c)為本實(shí)用新型電機(jī)實(shí)施方式2實(shí)心轉(zhuǎn)子右視圖；
[0049]圖2(d)為本實(shí)用新型電機(jī)實(shí)施方式2軸向定子結(jié)構(gòu)示意圖；
[0050]圖2(e)為本實(shí)用新型電機(jī)實(shí)施方式2整體電機(jī)右視圖；
[0051]圖中，1.徑向定子齒，2.徑向定子軛，3.徑向定子槽，4.徑向電樞繞組，5.徑向氣隙，6.軸向定子齒，7.軸向定子軛，8.軸向定子槽，9.軸向電樞繞組，10.軸向氣隙，11.實(shí)心轉(zhuǎn)子，12.轉(zhuǎn)子槽，13.永磁體，14.徑向磁極，15.軸向磁極。
【具體實(shí)施方式】
:
[0052]下面結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明:
[0053 ] 常規(guī)交流永磁同步電機(jī)通常分異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)和調(diào)速永磁同步電動(dòng)機(jī)，除此之外，還有實(shí)心轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)。
[0054]異步起動(dòng)永磁同步電動(dòng)機(jī)與調(diào)速永磁同步電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)上的區(qū)別是:前者轉(zhuǎn)子上有起動(dòng)繞組或具有起動(dòng)作用的整體鐵心，能實(shí)現(xiàn)自起動(dòng)，無(wú)需控制系統(tǒng)即可并網(wǎng)運(yùn)行。
[0055]調(diào)速永磁同步電機(jī)根據(jù)轉(zhuǎn)子上永磁體安裝方式的不同，可以分為表面式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)和內(nèi)置式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)兩種:
[0056]表面式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)中，永磁體需要加工成弧形，直接固定在轉(zhuǎn)子外表面，永磁體直接面向電機(jī)氣隙，永磁體產(chǎn)生的磁通直接經(jīng)過(guò)氣隙進(jìn)入定子形成有效磁通;與內(nèi)置式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)相比，表面式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)中的永磁體由于直接安放在轉(zhuǎn)子表面，永磁體需要加工成與轉(zhuǎn)子和氣隙相匹配的弧形形狀以保證形成均勻氣隙，由于永磁材料易碎的特性，其精確加工較為復(fù)雜，對(duì)加工工藝要求較高，成本高。此外，由于永磁體直接安放在轉(zhuǎn)子表面，電機(jī)運(yùn)行時(shí)，由于離心力的作用，要求永磁體外部必須纏繞無(wú)瑋帶綁扎固定，避免轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)時(shí)永磁體發(fā)生脫落損壞；由于永磁體的氣隙磁密與永磁體的寬度成正比關(guān)系，因此當(dāng)永磁體的寬度確定時(shí)，電機(jī)空載氣隙磁密隨之確定，實(shí)際進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，電機(jī)永磁體寬度受到空載氣隙磁密的制約；由于永磁體直接面向電機(jī)氣隙，當(dāng)電機(jī)需要進(jìn)行弱磁擴(kuò)速控制即采用id不等于O控制時(shí)，電樞繞組產(chǎn)生的磁通會(huì)直接穿過(guò)永磁體，永磁體面臨不可逆退磁的風(fēng)險(xiǎn)；由于永磁材料的磁導(dǎo)率與空氣很接近，表面式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)中d軸和q軸的電抗相等，電機(jī)運(yùn)行時(shí)僅靠永磁磁場(chǎng)和電樞磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，不能產(chǎn)生磁阻轉(zhuǎn)矩，電機(jī)的轉(zhuǎn)矩密度和功率密度與內(nèi)置式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)相比較低;表面式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)不能在轉(zhuǎn)子外側(cè)放置起動(dòng)鼠籠，電機(jī)不能實(shí)現(xiàn)自起動(dòng)。
[0057]內(nèi)置式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)中，永磁體按照一定的要求嵌入到轉(zhuǎn)子鐵芯當(dāng)中，永磁體在鐵心中產(chǎn)生磁通，內(nèi)置式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)中永磁體的嵌入形式多樣，永磁體能夠根據(jù)不同的要求進(jìn)行串并聯(lián)組合實(shí)現(xiàn)聚磁效應(yīng)，滿足實(shí)際性能需要;與表面式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)相比，內(nèi)置式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)中的永磁體不是直接安放于轉(zhuǎn)子表面，而是通過(guò)一定的形式嵌入到轉(zhuǎn)子鐵芯當(dāng)中，永磁體不直接面向電機(jī)氣隙，永磁體依靠轉(zhuǎn)子中的永磁體槽進(jìn)行固定，無(wú)需無(wú)瑋帶捆綁固定，轉(zhuǎn)子機(jī)械結(jié)構(gòu)整體性好，電機(jī)高速旋轉(zhuǎn)時(shí)可靠性高;永磁體可以通過(guò)相互之間串聯(lián)和并聯(lián)的靈活組合實(shí)現(xiàn)聚磁效應(yīng)，能夠得到比表面式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)大得多的氣隙磁密，電機(jī)功率密度和轉(zhuǎn)矩密度高于表面式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)；電機(jī)極弧系數(shù)和氣隙磁密沒(méi)有直接關(guān)系，在設(shè)計(jì)時(shí)可以分別獨(dú)立進(jìn)行設(shè)置;轉(zhuǎn)子d軸電抗和q軸電抗差異顯著，運(yùn)行時(shí)能夠產(chǎn)生磁阻轉(zhuǎn)矩，顯著提高電機(jī)的功率密度和轉(zhuǎn)矩密度；電機(jī)弱磁擴(kuò)速運(yùn)行時(shí)，d軸電樞磁通可與永磁體產(chǎn)生的磁通并聯(lián)，電樞磁通不會(huì)直接穿過(guò)永磁體，克服了永磁體發(fā)生不可逆退磁的風(fēng)險(xiǎn)；內(nèi)置式轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)中能夠在轉(zhuǎn)子外側(cè)放置起動(dòng)鼠籠，電機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)自起動(dòng)。
[0058]與上述兩種永磁同步電機(jī)相比，實(shí)心轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)只是用實(shí)心轉(zhuǎn)子代替了硅鋼片疊壓轉(zhuǎn)子，其優(yōu)點(diǎn)是實(shí)心轉(zhuǎn)子內(nèi)能夠產(chǎn)生渦流，電機(jī)起動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的渦流與電樞繞組產(chǎn)生的磁場(chǎng)相互作用，能夠產(chǎn)生起動(dòng)轉(zhuǎn)矩，實(shí)現(xiàn)自起動(dòng)功能。
[0059]下面結(jié)合更為詳細(xì)的實(shí)施例子進(jìn)一步說(shuō)明如下:
[0060]實(shí)施例1:
[0061]如圖1(a)所示，電機(jī)的整體立體示意圖，本實(shí)施方式電機(jī)相數(shù)為3，徑向定子齒數(shù)為24，軸向定子齒數(shù)為12，轉(zhuǎn)子槽數(shù)為4，永磁體塊數(shù)為4，徑向磁極數(shù)為4，軸向磁極數(shù)為4，本實(shí)施方式包括徑向定子，軸向定子和轉(zhuǎn)子，如圖1(b)所示，徑向定子由硅鋼片疊壓而成，徑向定子包括徑向定子齒I，徑向定子軛2和徑向定子槽3，徑向定子槽3內(nèi)安放有徑向電樞繞組4，徑向電樞繞組4可為分布繞組，集中繞組或者疊繞組，徑向電樞繞組的極數(shù)與轉(zhuǎn)子徑向磁極極數(shù)一致，徑向定子和轉(zhuǎn)子同軸，徑向定子和轉(zhuǎn)子之間有徑向氣隙5，如圖1(d)所示，軸向定子由娃鋼片卷疊而成，軸向定子包括軸向定子齒6，軸向定子軛7和軸向定子槽8，軸向定子槽8內(nèi)安放有軸向電樞繞組9，軸向電樞繞組9可為分布繞組，集中繞組或者疊繞組，軸向電樞繞組的極數(shù)與轉(zhuǎn)子軸向磁極極數(shù)一致，軸向定子和轉(zhuǎn)子同心，軸向定子和轉(zhuǎn)子之間有軸向氣隙10，如圖1(e)所示，；如圖1(c)所示，實(shí)心轉(zhuǎn)子11沿切向開(kāi)有轉(zhuǎn)子槽12，轉(zhuǎn)子槽12內(nèi)安放有永磁體13，相鄰兩塊永磁體的充磁方向相反，相鄰兩塊永磁體和之間的實(shí)心轉(zhuǎn)子鐵芯沿徑向形成徑向磁極14，相鄰兩塊永磁體和之間的實(shí)心轉(zhuǎn)子鐵芯的端部軸向部分加工成凸極扇環(huán)形狀，形成徑向磁極15，永磁體產(chǎn)生的磁通通過(guò)徑向磁極經(jīng)過(guò)徑向氣隙進(jìn)入徑向定子鐵芯與徑向電樞繞組交鏈形成徑向主磁通，永磁體產(chǎn)生的磁通通過(guò)軸向磁極經(jīng)過(guò)軸向氣隙進(jìn)入軸向定子鐵芯與軸向電樞繞組交鏈形成軸向主磁通，徑向主磁通與軸向主磁通并聯(lián)，可以通過(guò)分別設(shè)計(jì)徑向氣隙和軸向氣隙的長(zhǎng)度來(lái)控制電機(jī)空載時(shí)的徑向主磁通和軸向主磁通，電機(jī)運(yùn)行時(shí)，通過(guò)向徑向電樞繞組和軸向電樞繞組施加d軸電流來(lái)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)電機(jī)的運(yùn)行時(shí)的軸向主磁通和徑向主磁通，以此實(shí)現(xiàn)弱磁控制，拓寬電機(jī)的恒功率運(yùn)行區(qū)域。
[0062]實(shí)施例2:
[0063]實(shí)施例2與實(shí)施例1的主要區(qū)別是:
[0064](I)如圖2(a)所示，實(shí)施例2中電機(jī)的兩個(gè)端部均存在軸向定子，且電機(jī)轉(zhuǎn)子鐵芯的兩個(gè)端部均加工成扇環(huán)的形狀形成軸向磁極，實(shí)心轉(zhuǎn)子如圖2(c)，而實(shí)施例1中只有電機(jī)的一個(gè)端部有軸向定子，電機(jī)轉(zhuǎn)子鐵芯只有一個(gè)端部加工成扇環(huán)的形狀形成軸向磁極；
[0065]實(shí)施例2中電機(jī)的具有兩個(gè)軸向氣隙1，如圖2(e)所示。
[0066](2)實(shí)施例2中永磁體的排列方式與實(shí)施例1不同，實(shí)施例1中永磁體為單一并聯(lián)結(jié)構(gòu)，而實(shí)施例2中永磁體為串并聯(lián)混合式結(jié)構(gòu)。其余部分與實(shí)施例子I相同，如圖2 (b)及如圖2(d)所示。
[0067]其中，上述實(shí)施例子1、2中，徑向定子及軸向定子還可以是高磁導(dǎo)率的軟磁復(fù)合材料制成，轉(zhuǎn)子為實(shí)心轉(zhuǎn)子，實(shí)心轉(zhuǎn)子在徑向方向和軸向方向均具有高磁導(dǎo)率，所述實(shí)心轉(zhuǎn)子內(nèi)安放有永磁體，轉(zhuǎn)子為永磁體內(nèi)置式結(jié)構(gòu)，永磁體按照一定的組合排列，實(shí)現(xiàn)聚磁效應(yīng)，分別在轉(zhuǎn)子徑向和軸向方向上形成徑向磁極和軸向磁極，永磁體產(chǎn)生的磁通可以分別沿徑向和軸向進(jìn)入徑向氣隙和軸向氣隙，而且為并聯(lián)關(guān)系，所述實(shí)心轉(zhuǎn)子在電機(jī)起動(dòng)時(shí)能夠產(chǎn)生渦流，實(shí)現(xiàn)自起動(dòng)。
[0068]永磁體為高性能永磁材料，如釹鐵硼，稀土鈷，或者低性能永磁材料，如鋁鎳鈷或者鐵氧體。
[0069]軸向磁極的凸極扇環(huán)形狀可以為其他能夠滿足軸向定子和轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)分布的凸極形狀，所述凸極的高度遠(yuǎn)大于電機(jī)徑向氣隙和軸向氣隙的長(zhǎng)度。所述徑向氣隙和軸向氣隙的長(zhǎng)度應(yīng)為一個(gè)數(shù)量級(jí)，所述徑向電樞繞組的匝數(shù)和軸向電樞繞組的匝數(shù)由其為調(diào)磁繞組還是驅(qū)動(dòng)繞組來(lái)確定。
[0070]電機(jī)的徑向磁極和軸向磁極的形狀尺寸可以分別獨(dú)立設(shè)計(jì)確定，通過(guò)合理組合疊加有效抵消削弱反電動(dòng)勢(shì)的諧波和齒槽轉(zhuǎn)矩，以此改善和優(yōu)化電機(jī)的反電動(dòng)勢(shì)波形，并削弱電機(jī)的齒槽轉(zhuǎn)矩，克服了現(xiàn)有永磁同步電機(jī)必須采用斜槽和斜極來(lái)抑制諧波并削弱齒槽轉(zhuǎn)矩的缺點(diǎn)。
[0071]永磁同步電機(jī)在工作時(shí)，電機(jī)空載不通電流時(shí)，永磁體產(chǎn)生的一部分磁通通過(guò)徑向磁極經(jīng)過(guò)徑向氣隙進(jìn)入徑向定子鐵芯與徑向電樞繞組交鏈形成徑向主磁通，永磁體產(chǎn)生的另一部分磁通通過(guò)軸向磁極經(jīng)過(guò)軸向氣隙進(jìn)入軸向定子鐵芯與軸向電樞繞組交鏈形成軸向主磁通，徑向主磁通與軸向主磁通并聯(lián)，可以分別設(shè)置徑向氣隙和軸向氣隙的長(zhǎng)度來(lái)控制電機(jī)空載時(shí)的徑向主磁通和軸向主磁通。電機(jī)通電流帶載運(yùn)行時(shí)，有三種工作模式:
(I)所述徑向電樞繞組和軸向電樞繞組均只產(chǎn)生q軸電流，不產(chǎn)生d軸電流，此時(shí)，電機(jī)的徑向主磁通與徑向電樞繞組產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，軸向主磁通與軸向電樞繞組產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩，此時(shí)電機(jī)在同樣逆變器容量和同樣電流下輸出最大驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩；(2)所述軸向電樞繞組產(chǎn)生d軸去磁電流，此時(shí)軸向電樞磁場(chǎng)驅(qū)使更多永磁體產(chǎn)生的磁通通過(guò)徑向磁極沿徑向氣隙進(jìn)入徑向定子，此時(shí)徑向主磁通增大，軸向主磁通減小，電機(jī)徑向定子處于增磁運(yùn)行狀態(tài)，軸向定子處于弱磁運(yùn)行狀態(tài)；(3)所述軸向電樞繞組產(chǎn)生d軸增磁電流，此時(shí)軸向電樞磁場(chǎng)驅(qū)使更多永磁體產(chǎn)生的磁通通過(guò)軸向扇環(huán)磁極沿軸向氣隙進(jìn)入軸向定子當(dāng)中，此時(shí)軸向主磁通增大，徑向主磁通減小，電機(jī)軸向定子處于增磁運(yùn)行狀態(tài)，徑向定子處于弱磁運(yùn)行狀態(tài)。電機(jī)實(shí)際運(yùn)行時(shí)，通過(guò)具體設(shè)計(jì)徑向電樞繞組和軸向電樞繞組的匝數(shù)，可以靈活的實(shí)現(xiàn)電機(jī)增磁運(yùn)行或者弱磁擴(kuò)速運(yùn)行，有效拓寬電機(jī)恒功率和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行范圍。
[0072]其中，徑向電樞繞組和軸向電樞繞組可以分別獨(dú)立施加d軸電流和q軸電流，獨(dú)立進(jìn)行增磁控制和弱磁控制，有效增大電機(jī)轉(zhuǎn)矩密度并實(shí)現(xiàn)電機(jī)弱磁擴(kuò)速。
[0073]電機(jī)實(shí)際應(yīng)用時(shí)，根據(jù)電機(jī)工作的額定轉(zhuǎn)速，額定轉(zhuǎn)矩以及具體性能要求，通過(guò)合理設(shè)計(jì)電機(jī)的各個(gè)參數(shù)如徑向氣隙長(zhǎng)度，軸向氣隙長(zhǎng)度和徑向電樞繞組和軸向電樞繞組的匝數(shù)，來(lái)決定電機(jī)徑向定子和軸向定子是產(chǎn)生主驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩還是實(shí)現(xiàn)弱磁功能。
[0074]上述模式的說(shuō)明是以軸向電樞繞組為調(diào)磁繞組，徑向電樞繞組為驅(qū)動(dòng)繞組為例，同樣，也可以徑向電樞繞組為調(diào)磁繞組，軸向電樞繞組為驅(qū)動(dòng)繞組。
[0075]本申請(qǐng)的上述永磁同步電機(jī)主要應(yīng)用如下:
[0076](I)家用電器領(lǐng)域:包括電視音像設(shè)備、風(fēng)扇、空調(diào)器、食品加工機(jī)、美容工具、油煙機(jī)等。
[0077](2)計(jì)算機(jī)及其外圍設(shè)備領(lǐng)域:包括計(jì)算機(jī)(驅(qū)動(dòng)器、風(fēng)扇等)、打印機(jī)、繪圖儀、光驅(qū)、光盤(pán)刻錄機(jī)等。
[0078](3)工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域:包括工業(yè)驅(qū)動(dòng)裝置、材料加工系統(tǒng)、自動(dòng)化設(shè)備、機(jī)器人等。[0079 ] (4)汽車(chē)領(lǐng)域:包括永磁起動(dòng)機(jī)、雨刮器電機(jī)、門(mén)鎖電機(jī)、座椅升降電機(jī)、遮陽(yáng)頂棚電機(jī)、清洗栗電機(jī)、錄音機(jī)用電機(jī)、玻璃升降電機(jī)、散熱器冷卻風(fēng)扇電機(jī)、空調(diào)電機(jī)、天線升降電機(jī)、油栗電機(jī)等。
[0080](5)公共生活領(lǐng)域:包括鐘表、美容機(jī)械、自動(dòng)售貨機(jī)、自動(dòng)取款機(jī)、點(diǎn)鈔機(jī)等。
[0081](6)交通運(yùn)輸領(lǐng)域:包括電車(chē)、飛機(jī)輔助設(shè)備、艦船等。
[0082](7)航天領(lǐng)域:包括火箭、衛(wèi)星、宇宙飛船、航天飛機(jī)等。
[0083](8)國(guó)防領(lǐng)域:包括坦克、導(dǎo)彈、潛艇、飛機(jī)等。
[0084](9)醫(yī)療領(lǐng)域:包括牙鉆、人工心臟、醫(yī)療器械等。
[0085](10)發(fā)電領(lǐng)域:包括風(fēng)力發(fā)電、余熱發(fā)電、小型水力發(fā)電、小型內(nèi)燃發(fā)電機(jī)組用發(fā)電機(jī)，以及大型發(fā)電機(jī)的副勵(lì)磁機(jī)等。
[0086]上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本實(shí)用新型的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍以內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.混合磁路雙定子弱磁擴(kuò)速實(shí)心轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)，其特征是，包括徑向定子、軸向定子及轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子為實(shí)心轉(zhuǎn)子，所述轉(zhuǎn)子內(nèi)放置有永磁體，用于產(chǎn)生徑向磁極和軸向磁極，永磁體產(chǎn)生的磁通一部分通過(guò)徑向磁極進(jìn)入徑向定子與徑向電樞繞組交鏈形成徑向主磁通，永磁體產(chǎn)生的磁通另一部分通過(guò)軸向磁極進(jìn)入軸向定子與軸向電樞繞組交鏈形成軸向主磁通，徑向主磁通與軸向主磁通并聯(lián)； 所述轉(zhuǎn)子內(nèi)置在徑向定子中且與徑向定子同軸放置，所述軸向定子安放在轉(zhuǎn)子端部，與轉(zhuǎn)子同心放置，所述徑向定子及軸向定子分別安放有徑向電樞繞組及軸向電樞繞組； 所述徑向定子由硅鋼片疊壓而成，所述徑向定子包括定子槽，定子齒和定子軛部，所述定子槽內(nèi)安放有徑向電樞繞組。2.如權(quán)利要求1所述的混合磁路雙定子弱磁擴(kuò)速實(shí)心轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)，其特征是，所述徑向電樞繞組和軸向電樞繞組可為單層繞組，或?yàn)殡p層繞組，徑向電樞繞組和軸向電樞繞組產(chǎn)生的磁場(chǎng)的極數(shù)均和轉(zhuǎn)子磁極極數(shù)相等。3.如權(quán)利要求1所述的混合磁路雙定子弱磁擴(kuò)速實(shí)心轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)，其特征是，所述轉(zhuǎn)子上有轉(zhuǎn)子槽，轉(zhuǎn)子槽內(nèi)安放有永磁體，所述永磁體通過(guò)串并聯(lián)組合實(shí)現(xiàn)“聚磁效應(yīng)”，在轉(zhuǎn)子上產(chǎn)生磁極，所述磁極分為徑向磁極和軸向磁極，軸向磁極的極數(shù)和徑向磁極的極數(shù)相等。4.如權(quán)利要求3所述的混合磁路雙定子弱磁擴(kuò)速實(shí)心轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)，其特征是，所述徑向磁極面向電機(jī)的徑向定子，徑向磁極與轉(zhuǎn)子之間為徑向氣隙，所述軸向磁極加工成凸極形狀，面向電機(jī)軸向定子，所述軸向磁極和軸向定子之間為軸向氣隙。5.如權(quán)利要求1所述的混合磁路雙定子弱磁擴(kuò)速實(shí)心轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)，其特征是，所述徑向主磁通與徑向電樞繞組產(chǎn)生的磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩，軸向主磁通與軸向電樞繞組產(chǎn)生的磁場(chǎng)相互作用產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。6.如權(quán)利要求1所述的混合磁路雙定子弱磁擴(kuò)速實(shí)心轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)，其特征是，軸向磁極為凸極扇環(huán)形狀。7.如權(quán)利要求1所述的混合磁路雙定子弱磁擴(kuò)速實(shí)心轉(zhuǎn)子永磁同步電機(jī)，其特征是，軸向定子的數(shù)量為兩個(gè)時(shí)，分別安放在轉(zhuǎn)子相應(yīng)的兩個(gè)端部，轉(zhuǎn)子的兩個(gè)端部均加工成扇環(huán)的形狀形成軸向磁極。
【文檔編號(hào)】H02K1/27GK205666741SQ201620339618
【公開(kāi)日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年4月20日
【發(fā)明人】王道涵
【申請(qǐng)人】山東大學(xué)